Valoracions actuals dels interruptors automàtics: com triar la màquina adequada

A l'entrada de qualsevol xarxa domèstica s'instal·len dispositius per tal d'apagar l'electricitat durant sobrecàrregues i curtcircuits.Cal calcular correctament les classificacions actuals dels interruptors automàtics, en cas contrari, el seu funcionament serà ineficaç. Estàs d'acord?

Us explicarem com calcular els paràmetres de la màquina, segons els quals es selecciona aquest dispositiu de protecció. Des del nostre article aprendràs a triar el dispositiu necessari per protegir la xarxa elèctrica. Tenint en compte els nostres consells, compraràs una opció que funcionarà clarament en un moment perillós per al cablejat.

Paràmetres de l'interruptor

Per garantir la selecció correcta de les classificacions dels dispositius de desplaçament, cal conèixer els seus principis de funcionament, condicions i temps de resposta.

Els paràmetres de funcionament dels interruptors automàtics estan estandarditzats per documents reguladors russos i internacionals.

Elements bàsics i marques

El disseny de l'interruptor inclou dos elements que reaccionen quan el corrent supera el rang de valors establert:

• La placa bimetàl·lica, sota la influència del corrent que passa, s'escalfa i, doblegant-se, pressiona l'empenta, que desconnecta els contactes. Això és "protecció tèrmica" contra la sobrecàrrega.
• El solenoide, sota la influència d'un fort corrent al bobinatge, genera un camp magnètic que pressiona sobre el nucli, que després actua sobre l'empensor. Es tracta d'una "protecció de corrent" contra el curtcircuit, que reacciona a un esdeveniment d'aquest tipus molt més ràpid que la placa.

Els tipus de dispositius de protecció elèctrica tenen marques que es poden utilitzar per determinar els seus paràmetres principals.

Cada disjuntor està marcat amb les seves característiques principals. Això us permet evitar dispositius confosos quan estan instal·lats al panell

El tipus de característica temps-corrent depèn del rang de configuració (la magnitud del corrent en què es produeix l'operació) del solenoide. Per protegir el cablejat i els dispositius d'apartaments, cases i oficines, s'utilitzen interruptors de tipus "C" o, molt menys comuns, "B". No hi ha cap diferència particular entre ells per a l'ús diari.

El tipus "D" s'utilitza en sales de servei o fusteria en presència d'equips amb motors elèctrics que tenen una gran potència d'arrencada.

Hi ha dos estàndards per als dispositius de desconnexió: residencial (EN 60898-1 o GOST R 50345) i un industrial més estricte (EN 60947-2 o GOST R 50030.2). Difereixen lleugerament i les màquines d'ambdós estàndards es poden utilitzar per a locals residencials.

Pel que fa al corrent nominal, la gamma estàndard de màquines automàtiques d'ús domèstic conté dispositius amb els valors següents: 6, 8, 10, 13 (rar), 16, 20, 25, 32, 40, 50 i 63 A.

Característiques de resposta temps-corrent

Per determinar la velocitat de funcionament de la màquina durant una sobrecàrrega, hi ha taules especials en funció del temps d'aturada del coeficient d'excés del valor nominal, que és igual a la relació entre la intensitat actual existent i la nominal:

K = I / I_n.

Un fort descens al gràfic quan el valor del coeficient d'interval arriba de 5 a 10 unitats es deu al funcionament de l'alliberament electromagnètic. Per als interruptors de tipus "B", això passa amb un valor de 3 a 5 unitats, i per al tipus "D" - de 10 a 20.

El gràfic mostra la dependència de l'interval de temps de resposta dels interruptors automàtics de tipus "C" de la relació entre la intensitat del corrent i el valor que s'estableix per a aquest interruptor.

Amb K = 1,13, es garanteix que la màquina no desconnecti la línia en 1 hora, i amb K = 1,45, es garanteix que es desconnectarà en el mateix temps. Aquests valors s'aproven a la clàusula 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Per entendre el temps que triga a funcionar la protecció, per exemple, a K = 2, cal dibuixar una línia vertical a partir d'aquest valor. Com a resultat, obtenim que, segons el gràfic anterior, l'apagada es produirà en el rang de 12 a 100 segons.

Un temps tan gran es deu al fet que l'escalfament de la placa depèn no només de la potència del corrent que la travessa, sinó també dels paràmetres de l'entorn extern. Com més alta sigui la temperatura, més ràpid funciona la màquina.

Normes per a l'elecció de la denominació

La geometria de les xarxes elèctriques intra-apartaments i domèstiques és individual, de manera que no hi ha solucions estàndard per instal·lar interruptors d'una determinada qualificació. Les regles generals per calcular els paràmetres admissibles de les màquines són força complexes i depenen de molts factors. Cal tenir-los tots en compte, en cas contrari es pot crear una situació d'emergència.

El principi del cablejat interior

Les xarxes elèctriques internes tenen una estructura ramificada en forma d'"arbre": un gràfic sense cicles. Es diu el compliment d'aquest principi de construcció selectivitat de les màquines, segons el qual tot tipus de circuits elèctrics estan equipats amb dispositius de protecció.

Això millora l'estabilitat del sistema en cas d'emergència i simplifica el treball per eliminar-la. També és molt més fàcil distribuir la càrrega, connectar dispositius que consumeixen energia i canviar la configuració del cablejat.

A la base del gràfic hi ha una màquina d'entrada i, immediatament després de la ramificació, es col·loquen interruptors de grup per a cada circuit elèctric individual. Aquest és un esquema estàndard provat al llarg dels anys

Les funcions de l'interruptor d'entrada inclouen la supervisió de la sobrecàrrega general, evitant que el corrent superi el valor permès per a l'objecte. Si això passa, hi ha el risc de danyar el cablejat extern. A més, és probable que s'activin dispositius de protecció a l'exterior del pis, que ja formen part de la propietat comuna o pertanyen a la xarxa elèctrica local.

Les funcions de les màquines grupals inclouen el control de corrent en línies individuals. Protegeixen el cable en una àrea dedicada i el grup de consumidors elèctrics connectats a ell de la sobrecàrrega. Si aquest dispositiu no funciona durant un curtcircuit, està assegurat per un interruptor de circuit d'entrada.

Fins i tot per als apartaments amb un nombre reduït de consumidors elèctrics, és recomanable instal·lar una línia separada per a la il·luminació. Quan apagueu l'interruptor d'un altre circuit, la llum no s'apagarà, cosa que us permetrà eliminar el problema en condicions més còmodes. En gairebé tots els panells, el valor nominal de la màquina d'entrada és inferior a l'import dels del grup.

Potència total dels aparells elèctrics

La càrrega màxima del circuit es produeix quan tots els aparells elèctrics s'encenen al mateix temps. Per tant, normalment, la potència total es calcula mitjançant una simple suma. Tanmateix, en alguns casos aquesta xifra serà menor.

Per a algunes línies, el funcionament simultània de tots els aparells elèctrics connectats és poc probable i, de vegades, impossible. De vegades, les llars posen restriccions específiques al funcionament de dispositius potents. Per fer-ho, heu de recordar no activar-los al mateix temps ni utilitzar un nombre limitat de sòcols.

La probabilitat de funcionament simultània de tots els equips d'oficina, d'il·luminació i equips auxiliars (teteres, neveres, ventiladors, calefactors, etc.) és molt baixa, per tant, en calcular la potència màxima, s'utilitza un factor de correcció.

Quan s'electrifiquen edificis d'oficines, sovint s'utilitza el coeficient de simultaneïtat empíric per als càlculs, el valor dels quals es pren en el rang de 0,6 a 0,8. La càrrega màxima es calcula multiplicant la suma de les potències de tots els aparells elèctrics per un factor.

Hi ha una subtilesa en els càlculs: cal tenir en compte la diferència entre la potència nominal (total) i la consumida (activa), que estan relacionades pel coeficient (cos (f)).

Això vol dir que perquè el dispositiu funcioni, es requereix un corrent de potència igual al consumit dividit per aquest coeficient:

jo_pàg =I/cos(f)

On:

• jo_pàg – intensitat de corrent nominal, que s'utilitza en els càlculs de càrrega;
• I és el corrent consumit pel dispositiu;
• cos(f) <= 1.

Normalment, el corrent nominal s'indica immediatament o mitjançant la indicació del valor cos (f) a la fitxa tècnica del dispositiu elèctric.

Per exemple, el valor del coeficient per a fonts de llum fluorescent és de 0,9; per a làmpades LED: uns 0,6; per a les làmpades incandescents normals - 1. Si es perd la documentació, però es coneix el consum d'energia dels dispositius domèstics, per a la garantia prenem cos (f) = 0,75.

Els valors del factor de potència recomanats que es mostren a la taula es poden utilitzar per calcular les càrregues elèctriques quan les dades de corrent nominal no estan disponibles.

S'ha escrit com seleccionar un interruptor basat en la potència de càrrega següent article, els continguts dels quals us aconsellem que us familiaritzeu.

Selecció de la secció transversal del nucli

Abans de col·locar un cable d'alimentació des del quadre de distribució a un grup de consumidors, cal calcular la potència dels aparells elèctrics quan funcionen simultàniament. La secció transversal de qualsevol branca es selecciona segons taules de càlcul segons el tipus de metall de cablejat: coure o alumini.

Els fabricants de cables proporcionen materials de referència similars als seus productes. Si falten, es guien per les dades del llibre de referència "Normes per a la construcció d'equips elèctrics" o produeixen Càlcul de la secció del cable.

Tanmateix, els consumidors solen jugar amb seguretat i no trien la secció transversal mínima acceptable, sinó un pas més gran. Així, per exemple, quan compreu un cable de coure per a una línia de 5 kW, trieu una secció transversal de nucli de 6 mm²quan segons la taula n'hi ha prou amb un valor de 4 mm².

La taula de referència que es presenta al PUE us permet seleccionar la secció transversal necessària de la gamma estàndard per a diverses condicions de funcionament del cable de coure

Això es justifica pels motius següents:

• Vida útil més llarga d'un cable gruixut, que rarament està sotmès a la càrrega màxima permesa per a la seva secció transversal. El cablejat no és una feina fàcil i costosa, sobretot si el local ha estat reformat.
• La reserva d'ample de banda us permet connectar sense problemes nous electrodomèstics a la branca de la xarxa. Per tant, podeu afegir un congelador addicional a la cuina o traslladar-hi la rentadora des del bany.
• L'inici de funcionament dels dispositius que contenen motors elèctrics produeix forts corrents d'arrencada. En aquest cas, s'observa una caiguda de tensió, que s'expressa no només en el parpelleig de les làmpades d'il·luminació, sinó que també pot provocar l'avaria de la part electrònica de l'ordinador, l'aire condicionat o la rentadora. Com més gruixut sigui el cable, menor serà la pujada de tensió.

Malauradament, hi ha molts cables al mercat que no es fan segons GOST, sinó segons els requisits de diverses especificacions.

Sovint la secció transversal dels seus nuclis no compleix els requisits o estan fets de material conductor amb una resistència superior a la requerida. Per tant, la potència màxima real a la qual es produeix l'escalfament admissible del cable és menor que a les taules estàndard.

Aquesta foto mostra les diferències entre cables fets segons GOST (esquerra) i segons TU (dreta). Hi ha una diferència òbvia en la secció transversal dels conductors i l'estanquitat del material aïllant.

Càlcul del valor nominal del disjuntor per a la protecció del cable

La màquina instal·lada al quadre ha de garantir que la línia es desconnecti quan la potència actual superi l'abast permès per al cable elèctric. Per tant, cal calcular la qualificació màxima admissible per a l'interruptor.

Segons el PUE, la càrrega a llarg termini admissible dels cables de coure col·locats en caixes o a l'aire (per exemple, sobre un sostre suspès) s'extreu de la taula anterior. Aquests valors estan pensats per a situacions d'emergència en què hi ha una sobrecàrrega de potència.

Alguns problemes comencen quan es relaciona la potència nominal de l'interruptor amb el corrent admissible a llarg termini, si es fa d'acord amb l'actual GOST R 50571.4.43-2012.

Es dóna un fragment de la clàusula 433.1 de GOST R 50571.4.43-2012. Hi ha una inexactitud en la fórmula "2" i per a una correcta comprensió de la definició de la variable In, cal tenir en compte l'apèndix "1"

En primer lloc, la descodificació de la variable I és enganyosa_n, com a potència nominal, si no presteu atenció a l'apèndix "1" d'aquest paràgraf de GOST. En segon lloc, hi ha un error ortogràfic a la fórmula "2": el coeficient d'1,45 s'ha afegit incorrectament, i aquest fet és afirmat per molts experts.

Segons la clàusula 8.6.2.1.GOST R 50345-2010 per a interruptors domèstics de fins a 63 A, el temps condicional és d'1 hora. La intensitat d'activació establerta és igual al valor nominal multiplicat per un factor d'1,45.

Així, segons la primera i la segona fórmula modificada, el corrent nominal de l'interruptor s'ha de calcular mitjançant la fórmula següent:

jo_n <=I_Z / 1,45

On:

• jo_n - corrent nominal de la màquina;
• jo_Z – Corrent de cable admissible a llarg termini.

Calculem les qualificacions dels interruptors per a seccions de cable estàndard per a una connexió monofàsica amb dos conductors de coure (220 V). Per fer-ho, dividim el corrent admissible a llarg termini (quan travessa l'aire) per un coeficient d'intervenció d'1,45.

Triem una màquina de manera que el seu valor nominal sigui inferior a aquest valor:

• Secció 1,5 mm²: 19 / 1,45 = 13,1. Valoració: 13 A;
• Secció 2,5 mm²: 27 / 1,45 = 18,6. Valoració: 16 A;
• Secció 4,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Valoració: 25 A;
• Secció 6,0 mm²: 50 / 1,45 = 34,5. Valoració: 32 A;
• Secció 10,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Valoració: 40 A;
• Secció 16,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Valoració: 50 A;
• Secció 25,0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Denominació: 63 A.

Els interruptors de circuit de 13 A rarament es venen, de manera que sovint s'utilitzen dispositius amb una potència nominal de 10 A.

Els cables basats en nuclis d'alumini ara s'utilitzen rarament quan s'instal·len el cablejat intern. També hi ha una taula per a ells que us permet seleccionar una secció en funció de la càrrega

De manera similar, per als cables d'alumini calculem les qualificacions de les màquines:

• Secció 2,5 mm²: 21 / 1,45 = 14,5. Valoració: 10 o 13 A;
• Secció 4,0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Valoració: 16 o 20 A;
• Secció 6,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Valoració: 25 A;
• Secció 10,0 mm²: 55 / 1,45 = 37,9. Valoració: 32 A;
• Secció 16,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Valoració: 40 A;
• Secció 25,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Valoració: 50 A.
• Secció 35,0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Denominació: 63 A.

Si el fabricant del cable d'alimentació declara una dependència diferent de la potència admissible de l'àrea de la secció transversal, cal tornar a calcular el valor dels interruptors.

Les fórmules de dependència del corrent de la potència per a xarxes monofàsiques i trifàsiques són diferents. Moltes persones que tenen dispositius dissenyats per a 380 volts cometen un error en aquesta etapa

Com determinar els paràmetres tècnics d'un interruptor automàtic mitjançant el marcatge, en detall indicat aquí. Us recomanem que llegiu el material educatiu.

Prevenció de la sobrecàrrega del treball del consumidor

De vegades s'instal·la una màquina a la línia amb una potència nominal significativament inferior a la necessària per garantir que el cable elèctric segueixi operatiu.

S'aconsella reduir la classificació de l'interruptor si la potència total de tots els dispositius del circuit és significativament inferior a la que pot suportar el cable. Això passa si, per motius de seguretat, quan alguns dels dispositius es van retirar de la línia després de la instal·lació del cablejat.

Aleshores, la reducció de la potència nominal de la màquina es justifica per la posició de la seva resposta més ràpida a les sobrecàrregues emergents.

Per exemple, quan un coixinet de motor elèctric s'encalla, el corrent al bobinatge augmenta bruscament, però no als valors de curtcircuit. Si la màquina reacciona ràpidament, el bobinatge no tindrà temps de fondre's, cosa que estalviarà el motor d'un procediment de rebobinat car.

També utilitzen un valor inferior al valor calculat a causa de restriccions estrictes a cada circuit. Per exemple, per a una xarxa monofàsica, s'instal·la un interruptor de 32 A a l'entrada d'un apartament amb una estufa elèctrica, que proporciona 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW de potència admissible.Suposem que en el cablejat de l'apartament es van organitzar 3 línies amb la instal·lació d'interruptors grupals amb un valor nominal de 25 A.

Si el nombre d'interruptors de grup instal·lats al quadre de distribució és gran, s'han de signar i numerar. En cas contrari, us podeu confondre

Suposem que hi ha un augment lent de la càrrega en una de les línies. Quan el consum d'energia assoleix un valor igual a l'activació garantida de l'interruptor de grup, només quedaran (32 - 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW per a les dues seccions restants.

Això és molt poc respecte al consum total. Amb aquest disseny de panell de distribució, l'interruptor d'entrada s'apagarà més sovint que els dispositius de les línies.

Per tant, per mantenir el principi de selectivitat, cal instal·lar interruptors amb una potència de 20 o 16 amperes a les zones. Aleshores, amb el mateix desequilibri en el consum d'energia, els altres dos enllaços suposaran un total de 3,8 o 5,1 kW, la qual cosa és acceptable.

Considerem la possibilitat instal·lació de l'interruptor amb una qualificació de 20A utilitzant l'exemple d'una línia separada dedicada a la cuina.

Hi estan connectats i es poden encendre simultàniament els següents aparells elèctrics:

• Nevera amb una potència nominal de 400 W i una corrent d'arrencada d'1,2 kW;
• Dos congeladors, potència 200 W;
• Forn, potència 3,5 kW;
• Quan es fa servir un forn elèctric, només es pot encendre un dispositiu addicional, el més potent dels quals és un bullidor elèctric, que consumeix 2,0 kW.

Una màquina de vint amperes us permet passar corrent durant més d'una hora amb una potència de 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. Es produirà un apagat garantit en menys d'una hora amb un flux de corrent de 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

A la cuina, els equips de refrigeració i l'estufa han de tenir una connexió permanent a l'electricitat.Si hi ha un risc d'excés de corrent, es pot eliminar el funcionament simultània d'altres dispositius assignant-los només dos endolls.

Quan el forn i la bullidora elèctrica s'encenen simultàniament, la potència total serà de 5,5 kW o 1,25 parts del valor nominal de la màquina. Com que la tetera no funciona durant molt de temps, no s'apagarà. Si en aquest moment s'encenen la nevera i els dos congeladors, la potència serà de 6,3 kW o 1,43 parts del valor nominal.

Aquest valor ja s'acosta al paràmetre d'activació garantit. Tanmateix, la probabilitat que es produeixi una situació així és extremadament baixa i la durada del període serà insignificant, ja que el temps de funcionament dels motors i de la bullidora és curt.

El corrent d'arrencada que es produeix en posar en marxa la nevera, fins i tot en la suma de tots els dispositius operatius, no serà suficient per activar l'alliberament electromagnètic. Així, en les condicions donades, es pot utilitzar un interruptor de circuit de 20 A.

L'única advertència és la possibilitat d'augmentar la tensió a 230 V, que està permesa pels documents reglamentaris. En particular, GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009) defineix la tensió estàndard com a 230 V amb la possibilitat d'utilitzar 220 V.

Ara la majoria de les xarxes subministren electricitat amb una tensió de 220 V. Si el paràmetre actual s'ajusta a l'estàndard internacional de 230 V, les qualificacions es poden tornar a calcular d'acord amb aquest valor.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Canvia el dispositiu. Selecció d'una màquina d'entrada en funció de la potència connectada. Normes de distribució d'energia:

Selecció d'un interruptor en funció de la capacitat del cable:

Calcular el corrent nominal d'un interruptor és una tasca complexa, per a la qual cal tenir en compte moltes condicions.La facilitat de manteniment i seguretat de la xarxa elèctrica local depèn de la màquina instal·lada.

Si teniu dubtes sobre la capacitat de prendre la decisió correcta, heu de posar-vos en contacte amb electricistes experimentats.

Escriu comentaris al bloc següent. Explica'ns la teva pròpia experiència en la selecció d'interruptors. Comparteix informació útil i fotos sobre el tema de l'article, fes preguntes.